JPH11221612A - 管材へのプロフィルスリット加工方法およびプロフィル溝加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管材に軸方向プロフィルスリットを変形を極
力抑えて加工する方法を提供する。 【解決手段】 外周面に軸線方向の突起８が形成された
プラグ１６、及びそれを囲むダイス１８を設け、プラグ
１６及びダイス１８の間の環状成形隙間に管材２を挿通
し、管材２を管材引張り機構１４により引張ることによ
り、管材２をプラグ１６及びダイス１８の間で絞り込ん
で縮径させて引抜く。この時、突起８が管材２の内面に
食い込んで塑性変形により軸線方向のプロフィル溝５１
を形成する。プロフィル溝５１が形成された管材２の外
面をプロフィル溝に沿ってバイト５３により切削して、
内外に連通するプロフィルスリットＳを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管材にその長手軸
線方向にプロフィルスリットを加工する方法、及び管材
にその長手軸線方向のプロフィル溝を加工する装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近、例えば、スケートリンクにおいて
滑走中の選手をその近傍でとらえて放映するために、ス
ケートリンクに沿ってＴＶカメラを走行させることが行
われている。このためには、図２６に示すように、スケ
ートリンクに沿って長手方向にスリット１の形成された
管材２が敷設され、管材２の内部にはＴＶカメラ３の走
行機構が設けられており、その走行機構に設けられる腕
部材４を管材２のスリット１から突出させてこの腕部材
４にＴＶカメラ３を装着し、ＴＶカメラ３を選手の滑走
スピードに合わせて走行させることにより選手の滑走中
の状況をＴＶで放映できるようになる。

【０００３】このような用途に用いる管材２は、図２７
に示す通常の管材２´を機械加工（平削り盤あるいはブ
ローチ盤等の工作機械による）によって図２８に示すよ
うに管材２の軸線方向にスリット１を形成するとともに
スリット１の板厚方向の角縁部５を所定のプロフィル６
に形成することが行なわれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、工作機械等
による上記機械加工方法では、管材２の加工長さに制限
があって長尺の管材２の加工は無理であり、しかも、プ
ロフィルスリットを切削により加工するため手間がかか
りコストが増加する原因になる等の問題があった。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、従来の機械加工よりも長尺の管材
に対応することができるとともに、プラグとダイスを使
用して管材を引抜くときに一つの作業工程でスリットと
なるべき部分の板厚方向の角縁部に所要のプロフィルを
形成することができ、しかもスリットの加工を簡単に行
える、管材へのプロフィルスリット加工方法、及び管材
へのプロフィル溝加工装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するため、本発明の管材へのプロフィルスリット加工
方法は、外周面に軸線方向突起が形成されたプラグ、内
周面に軸線方向突起が形成されたダイス、突起が形成さ
れないプラグ、及び突起が形成されないダイスのうちか
ら、少なくとも一方が軸線方向突起を有するプラグとダ
イスの対を選び、この対を固定台の所定の位置にダイス
内にプラグが同心状に位置するように固定し、ダイスと
プラグの間に形成される環状隙間に管材を挿入し、プラ
グ及びダイスに対して管材をその軸線方向に送ることに
よって、管材をプラグ及びダイスにより絞り込んで縮径
させ引抜くとともに、その際、プラグ及びダイスの少な
くとも一方の軸線方向突起による押圧による塑性変形に
より、管材の内面および外面の少なくとも一方に、前記
軸線方向突起の断面形状に対応する断面プロフィルを有
する軸線方向プロフィル溝を形成し、次いで、管材に形
成された軸線方向プロフィル溝に沿って管材に直線溝を
切削し、管材の内外を連通させて軸線方向のプロフィル
スリットを形成することを特徴とする。

【０００７】また、本発明の管材へのプロフィル溝加工
装置は、ベッドと、ベッド上に設置したダイスと、ダイ
ス内に固定状態で同心的に挿入したプラグと、ダイスと
プラグの間を通って管材を引抜くように管材を引張る管
材引張り手段とを有する管材加工装置において、前記プ
ラグが、円柱状のシャンクと、外周面に軸線方向突起を
有し前記シャンクの周面に固着された筒体とからなるこ
とを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の管材へのプロフィ
ルスリット加工方法、及びをそれを実施するためのプロ
フィル溝加工装置の実施の形態を図面を参照して説明す
る。図１及び図２は、管材２をプラグとダイスによって
引抜き縮径するための伸管機１０（冷間引抜機）を示し
ている。本発明の加工装置は、この伸管機１０を使用す
るものであって、伸管機１０は、ベッド１１と、ロッド
固定部１２、ダイス固定台１３と、管材引張り手段１４
と、ロッド２０とを有している。また、図２に示すよう
に、ダイス固定台１３の内部には、プラグ１６と、ダイ
ス１８とが設けられている。

【０００９】ベッド１１は、細長い架台状で、ほぼ中央
には前記ダイス固定台１３が設けられている。そして、
ダイス固定台１３は、ベッド１１の上面より上方に位置
する部分にベッド１１の長手方向のダイス装着部１９が
設けられており、このダイス装着部１９にはダイス１８
が装着されている。また、前記ロッド固定部１２は、ベ
ッド１１の長手方向一端部に設けられており、プラグ１
６を先端に固定したロッド２０の基端がロッド固定部１
２に固定され、プラグ１６がダイス１８の中央の挿入孔
部２１に挿入され、プラグ１６がその位置に固定される
ようになっている。

【００１０】また、ロッド固定部１２の反対側のベッド
１１上には管材引張手段１４がベッド１１の上面をその
長手方向に移動可能として設けられている。この管材引
張手段１４は、ベッド１１上を車輪２２により移動可能
とする本体２３と、この本体２３のダイス固定台１３側
に固着されて管材２の端部を咬持するチャック２４と、
チャック２４の反対側で本体２３に固着されたフック２
５と、スプロケット２６に巻回されフック２５を咬止す
るチエーン２７とを備えている。そして、チエーン２７
は図示しない駆動スプロケットにより図１において左方
へ走行するようになっている。なお、２８は管材２を引
抜くときのプラグ１６、ダイス１８及び管材２への塗油
装置を示している。

【００１１】加工開始時の管材は、図３に示すように周
面に長手軸線方向にスリットが形成されていない管を使
用する。

【００１２】プラグ１６は、図４、図５および図６に示
すように、シャンク１７を有し、このシャンク１７の一
端には軸線方向のめねじ部２９が形成されている。ま
た、めねじ部２９と反対の、シャンク１７の端は小径部
１７ａとなっており、その小径部１７ａの先端部にはお
ねじ１７ｂが形成されている。そして、小径部１７ａの
外周には筒体７が嵌められている。筒体７はその先端側
にテ−パ部７ａが形成されるとともに、周囲方向の一部
には長手軸線方向突起８が形成されている。この突起８
のねじ部２９側の端部８ａは先へ向かって細くなるよう
に形成されている。また、おねじ１７ｂには固定用ナッ
ト９が筒体７へ向かってねじ込まれており、これによっ
て筒体７はシャンク１７に対し固定され、従ってプラグ
１６のシャンク１７の外周面には軸線方向の突起８が一
体的に形成されることになる。この突起８は、後述のよ
うに管材２の内面に軸線方向のプロフィル溝を塑性変形
により形成する機能を果たす。前記めねじ部２９にはロ
ッド２０の先端のおねじ部が螺合されロッド２０の基端
部は前述のようにロッド固定部１２へ固定される。

【００１３】前記ダイス１８は、図７及び図８に示すよ
うなカラー形のものであって、ダイス受け３３とダイス
本体３４とを備えており、図７の右側が管材２の挿入
側、左側が出口側となっている。ダイス受け３３はフラ
ンジ形で図７の中央やや左側にはダイス本体３４の嵌合
される段付部３５が形成され、この段付部３５の左側に
は出口側に向かって開く方向の漏斗形の出口部３６が形
成されている。

【００１４】ダイス本体３４はカラー形で、挿入側は挿
入側に向かって開く方向のらっぱ形の挿入部２１とさ
れ、管材２が容易に挿入されるようになっている。そし
て、この挿入部２１に続く出口側には、軸線に平行でス
トレートな精密加工された寸法形成部３７が形成されて
おり、この寸法形成部３７は、管材２の外径を精密に仕
上げるために高精度に仕上げられている。

【００１５】次に、この加工装置としての伸管機１０を
使用して、管材２にプロフィルスリットを加工する方法
について説明する。

【００１６】図９及び図１０は、プラグ１６とダイス１
８を使用して管材２にプロフィル溝を加工する状態を示
している。この場合、プロフィル溝は、管材２の内面に
その長手軸線方向に形成され、かつその管材板厚方向の
内側角部に所要形状のプロフィルを有する溝である。ま
ず、図９に示すように先端に絞り部４０を形成した管材
２の絞り部４０をダイス１８に通し、絞り部４０をチャ
ック２４で咬持する。そして、プラグ１６のめねじ部２
９（図１０）にロッド２０のおねじ部４１を螺合し、プ
ラグ１６を、管材２の後端から管材２の内部へ挿入す
る。そして、プラグ１６の先端がダイス１８の挿入部２
１近傍に位置するようにするとともに、管材２をダイス
１８の挿入部２１へ当接させてロッド２０の後端をロッ
ド固定部１２に固定する。しかるのち、管材引張手段１
４の駆動装置を駆動してチェーン２７を図１において左
方へ走行させると、フック２５がダイス固定台１３から
離れる方向に左方へ移動して、管材２が引張られる。こ
れによって、管材２は、図１０に示すようにダイス本体
３４の挿入部２１とプラグ１６の外周面で絞り込まれ、
その間、プラグ１６の外周面及びダイス１８の寸法形成
部３７で管材２が全体的に縮径されるとともに、プラグ
１６の前記突起８に対向する管材内面は、突起８により
半径方向外側へ押圧されて塑性変形する。即ち、管材２
の内面に突起８が食い込んで軸線方向のプロフィル溝が
形成される。そして、プロフィル溝は、管材２を軸方向
に移動させることにより管材２の全長にわたって形成さ
れる。

【００１７】プロフィル溝は、ダイス１８とプラグ１６
の間の成形隙間を連続的に変化させることにより成形さ
れていく。その例を図１１ないし図１３に示す。図１１
ないし図１３において、符号５０はダイス１８とプラグ
１６の間の環状成形隙間を示し、この成形隙間５０は管
材２を全体的に縮径するにつれて径が小さくなってい
き、また、突起８の高さは漸次増加していく。そして、
成形隙間５０の径と突起８の高さは最終的には成形しよ
うとする管材２の径とプロフィル溝の形に一致するよう
になっている。突起８の最終的断面プロフィルによっ
て、得られるプロフィル溝の形状が決められる。

【００１８】以上のようにして絞り成形された管材２Ａ
の断面形状を図１４に示す。管材２Ａは、円筒状の主体
の内面に所定の形状のプロフィル溝５１が形成されてい
る。

【００１９】このようにして形成されたプロフィル溝付
き管材２Ａには、図１５に示すように、プレーナなどの
工作機械のバイト５３により、プロフィル溝５１に沿っ
てその外側から管材の軸線方向に直線溝５４を切削す
る。なお、５６はツールホルダを示す。以上のようにし
て、図１６に示すようにプロフィルスリットＳを有する
管材２Ａが得られる。プロフィルスリットＳの内側のプ
ロフィルは使用した突起８の最終断面形状によって定ま
る。したがって、所望断面形状をもつ突起８を用いるこ
とによって所望のプロフィルをもつプロフィルスリット
をもった管材を加工することができる。

【００２０】上述のようにしてプロフィルスリットをも
った管材を加工する方法は次の点で有用である。即ち、
この方法では最初の素材として予めスリットが形成され
ていない管を用いる。スリットのある管を用いてプロフ
ィルスリットを加工したとすると、加工の段階で管が変
形しやすいが、この加工方法を用いると、最初全周のあ
る管に加工を施すことになるから、その段階では曲り、
歪み等の変形が生じにくい。そして、切削加工は、プロ
フィル溝の加工が完了した後、直線溝を切削する時のみ
にしか行われないから、変形は最低限に抑えられる。

【００２１】なお、ダイスとプラグによるプロフィル溝
の加工は、小型のものでは１段階の加工で済ませること
もできるが、必要によって複数段階の工程で行うことも
できる。

【００２２】図１７ないし図１９は、図１１ないし図１
６に示した加工方法の変形例を示す。この変形加工方法
ではプラグ１６の突起８の先端縁に四角形状の突部８ａ
がさらに形成される。これによって、図１９に示すよう
に管材２Ｂにプロフィル溝５１が形成された時にその底
部に四角形断面の溝５８がさらに加工される。この溝５
８は図２１に示すようにバイト５３により直線溝を切削
する時に、管の一端から見える溝５８が、バイト５３の
切削位置の目安になる。したがって、図２１に示すよう
にプロフィルスリットＳを正確に形成することができ
る。なお、四角形断面溝５８の幅は、図２０に示すよう
に、バイト５３の幅よりわずかに小さくしておくのが好
ましい。これによって、バイト５３による切削がプロフ
ィルスリットＳの寸法的仕上げにもなる。

【００２３】以上に説明した実施形態では、プラグ１６
の側に突起８を設けているが、突起はダイスの側に設け
ることもできる。図２２及び図２３の形態では、ダイス
１８Ａのダイス本体３４の内側に軸線方向の突起３８が
形成されている。このようにダイスの側に突起を設けた
場合には、プラグの側には突起を設けず、プラグは単な
る円柱状に形成しても良いし、プラグ側にも突起を設け
て良い。いずれにしても、プラグおよびダイスの突起が
互いに管材に内外に通じるプロフィルスリットを一気に
形成してしまうようにはせず、一旦、互いに連通しない
プロフィル溝を内外側に加工した後、切削によりプロフ
ィルスリットを形成する。

【００２４】図２４は、本発明の管材のプロフィルスリ
ット加工方法によって得られる管材２のプロフィルスリ
ットＳの内側角縁部に形成されるプロフィル３２の例を
示すものであって、（ａ）は、円弧状のプロフィル３
２、（ｂ）は、円弧状とその両側の凹形溝とを有するプ
ロフィル３２、（ｃ）は、直線状のプロフィル３２、
（ｄ）は、スリットＳの外側から内側に向かって広がる
方向に形成された円弧状のプロフィル３２、（ｅ）は、
スリットＳの外側から内側に向かって広がる方向に形成
された直線状のプロフィル３２、（ｆ）は、コ字状のプ
ロフィル３２を示している。これらのプロフィル３２の
形状は、プラグ１６の突起８の断面形状に応じて決まる
ものである。なお、（ｂ）の場合はプラグ上の１本の突
起のほかにその両側の２つの小さい突起が必要になる。

【００２５】図２５は、本発明の管材のプロフィルスリ
ット加工方法によって得られる管材２のスリットＳの外
側角縁部に形成されるプロフィル３２の例を示すもので
あって、（ａ）は、スリットＳの両側が平行なプロフィ
ル３２、（ｂ）は、外向きの円弧状とこのスリットＳの
両側の内周面に凹形溝を有するプロフィル３２、（ｃ）
は、円弧状のプロフィル３２、（ｄ）は、スリットＳの
内側から外側に向かって広がる方向に形成された円弧状
のプロフィル３２、（ｅ）は、コの字状のプロフィル３
２、（ｆ）は、スリットＳの内側から外側に向かって広
がる方向に形成された直線状のプロフィル３２を示して
いる。

【００２６】なお、本発明のプロフィル溝加工装置に使
用されるプラグの外径、ダイスの内径及び突起の形状
は、管材の外径、内径と、この管材のプロフィルスリッ
トに対して必要とされる突起の形状に対応して選択され
る。

【００２７】

【発明の効果】本発明の管材へのプロフィルスリット加
工方法では、スリットを有する管材に面倒な切削加工を
施す方法によらずに、軸線方向突起を有するプラグ又は
（及び）ダイスを用いるのみで、従来の伸管機を用いて
長尺の管材にプロフィル溝を形成した後、それに簡単な
直線溝を切削により形成することによってプロフィルス
リットを正確に加工することができる。

【００２８】スリットのある管を用いてプロフィルスリ
ットを加工したとすると、加工の段階で管が変形しやす
いが、本発明の加工方法を用いると、最初全周のある管
に加工を施すことになるから、その段階では曲り、歪み
等の変形が生じにくく、切削加工は、プロフィル溝の加
工が完了した後、直線溝を切削する時のみにしか行われ
ないから、変形は最低限に抑えられる。そして、本発明
では、プラグとダイスによって管材を引抜くだけの一つ
の作業の中でプロフィル溝が簡単に形成されるので、大
幅な加工時間の短縮を達成することができる。

【００２９】また、本発明のプロフィル溝加工装置で
は、プラグのシャンクに着脱自在に固定される筒体に突
起を設けているから、異なるプロフィル及び寸法の突起
をもつプラグを着脱作業により容易に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管材へのプロフィルスリット加工方法
に使用する加工装置の概略側面図。

【図２】図１のダイス固定台部分の一部縦断側面図。

【図３】加工前の管材の斜視図。

【図４】プラグの断面図。

【図５】図４の平面図。

【図６】図４の左端面図。

【図７】ダイスの縦断側面図

【図８】図７の左端面図。

【図９】管材にプロフィル溝を加工する場合の最初の段
階の説明図。

【図１０】管材にプロフィル溝を加工する場合の絞り段
階の説明図。

【図１１】プロフィル溝を加工する最初の段階のダイス
とプラグの断面形状を示す図。

【図１２】プロフィル溝を加工する次の段階のダイスと
プラグの断面形状を示す図。

【図１３】プロフィル溝を加工する最終段階のダイスと
プラグの断面形状を示す図。

【図１４】図１３の状態で得られたプロフィル溝付き管
材の断面図。

【図１５】図１３の状態のプロフィル溝付き管材に直線
溝を切削してプロフィルスリットを形成する段階を示す
図。

【図１６】プロフィルスリットを形成した管材の断面
図。

【図１７】プロフィル溝を加工する初めの段階のダイス
とプラグの他の実施形態における断面形状を示す図。

【図１８】プロフィル溝を加工する図１７に続く段階の
ダイスとプラグの断面形状を示す図。

【図１９】図１８の段階によって得られたプロフィル溝
付き管材の断面図。

【図２０】図１９の状態のプロフィル溝付き管材に直線
溝を切削してプロフィルスリットを形成する段階を示す
図。

【図２１】図２０においてプロフィルスリットを形成し
た管材の断面図。

【図２２】ダイスの変形実施形態を示す断面図。

【図２３】図２２の右端面図。

【図２４】プロフィルスリットの種々の形を示す図。

【図２５】プロフィルスリットの他の種々の形を示す
図。

【図２６】スリットが形成された管材の使用例を示す説
明図。

【図２７】管材の斜視図。

【図２８】スリットを形成した管材の斜視図。

【符号の説明】

２ 管材 ７ 筒体 ８ 突起 ８ａ 四角形突起 ９ ナット １０ 伸管機 １２ ロッド固定部 １３ ダイス固定台 １４ 管材引張り手段 １６ プラグ １７ シャンク １８ ダイス ３３ ダイス受け ３４ ダイス本体 ３７ 精密加工部 ３８ 突起 ５０ 成形間隙 ５１ プロフィル溝 ５３ バイト ５６ バイトホルダ Ｓ プロフィルスリット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周面に軸線方向突起が形成されたプラ
   グ、内周面に軸線方向突起が形成されたダイス、突起が
   形成されないプラグ、及び突起が形成されないダイスの
   うちから、少なくとも一方が軸線方向突起を有するプラ
   グとダイスの対を選び、この対を固定台の所定の位置に
   ダイス内にプラグが同心状に位置するように固定し、ダ
   イスとプラグの間に形成される環状隙間に管材を挿入
   し、プラグ及びダイスに対して管材をその軸線方向に送
   ることによって、管材をプラグ及びダイスにより絞り込
   んで縮径させ引抜くとともに、その際、プラグ及びダイ
   スの少なくとも一方の軸線方向突起による押圧による塑
   性変形により、管材の内面および外面の少なくとも一方
   に、前記軸線方向突起の断面形状に対応する断面プロフ
   ィルを有する軸線方向プロフィル溝を形成し、次いで、
   管材に形成された軸線方向プロフィル溝に沿って管材に
   直線溝を切削し、管材の内外を連通させて軸線方向のプ
   ロフィルスリットを形成することを特徴とする、管材へ
   のプロフィルスリット加工方法。
2. 【請求項２】ベッドと、ベッド上に設置したダイスと、
   ダイス内に固定状態で同心的に挿入したプラグと、ダイ
   スとプラグの間を通って管材を引抜くように管材を引張
   る管材引張り手段とを有する管材加工装置において、前
   記プラグは、円柱状のシャンクと、外周面に軸線方向突
   起を有し前記シャンクの周面に固着された筒体とからな
   ることを特徴とする管材へのプロフィル溝加工装置。